Самодельный пассивный ретранслятор мобильного телефона и интернета.

 Терпеть не могу ловить рыбу, ибо жалко потерянного времени. Но, тем не менее, я всю неделю готовился к рыбалке. Была поставлена задача ловли  мобильного интернета и дополнительных рисок уровня принимаемого сигнала на экране сотового телефона или смартфона, причём поймать надо в полевых условиях без активных усилителей и батареек. Это можно сделать с помощью пассивного ретранслятора. 

 Такое, наверно,  уже было, что для того, чтобы  чего-нибудь посмотреть в интернете или позвонить по сотовому телефону, чуть ли не на крышу приходилось забираться или наполовину свешиваться из окна, ловя риску на экране сотового телефона или набив SМS-ку подкидывать телефон вверх, или поднимать вместе с флагом на флагштоке.

 Попробуйте для начала сделать простейший пассивный ретранслятор 3G сигнала или сотового телефона.  Две простые направленные антенны из проволочек, коаксиальный кабель, соединяющий их, вот и вся конструкция. С помощью такого простого мобильного устройства, не требующего питания,  можно обеспечить связь в подвале, в металлическом ангаре или гараже, в обесточенном бомбоубежище или в другом месте, куда сигнал сотовой связи не доходит.

  Размер самих антенн будет соответствовать выбранной частоте связи:  для сотового телефона частоты 900 МГц и 1,8 ГГц, для мобильного интернета около 2 ГГц. Для эксперимента я сделал антенну на 900 МГц, но на практике она оказалась также работоспособной  от 1,8 до 2 ГГц. Последующие измерения самодельной антенны показали, что диапазон её отличного согласования практически дотянул до 2,080 ГГц, а иначе я бы не принял сигнал 3G интернета.

 Если кто уже собирал «простую антенну для приёма эфирного цифрового телевидения» из двух проволочных колец, легко справится с поставленной задачей. Всё делается аналогичным образом.

Определяем длину волны  в метрах  L м = 300 / 900 МГц = 0,33 м

                               Диаметр витка (кольца) провода  D = L / 3,14 = 0,33 / 3,14 = 0,106 (м)

                                         Расстояние между кольцами S = L / 4 = 0,33 / 4 = 0.08 (м)

Соответственно с ростом частоты - рамки  будут уменьшаться в размерах, потери в коаксиальном кабеле будут увеличиваться. Так же рассчитываться будут антенны на других частотах.

 Как это работает. Одна направленная антенна, вынесенная из поглощающей железобетонной стены или приподнятая над металлической крышей загородного дома, или просто приподнятая над землёй - ориентируется на базовую станцию. Вторая антенна, будь это подвал, помещение загородного дома – должна быть направлена на мобильный телефон или смартфон или находиться рядом с ними.

Схема пассивного ретранслятора. 1 - Антенна, направленная на базовую станцию; 
2 - коаксиальный кабель снижения; 3 - антенна, расположенная рядом с телефоном.

  Так как антенна направленная, то она обладает усилением, в конкретном случае равным 5 дБ. Часть этого усиления потеряется в кабеле.  В кабеле РК 75 – 3. 7-35, длиной 6 метров на частоте 900 МГц у меня потерялось, как потом выяснилось 3 дБ, что, учитывая погрешность, совпадает с техническими характеристиками применяемого  фидера.  Эффективность антенны в свободном пространстве  с ростом высоты лучше. В ней больше наводится напряженность поля и улучшается прямая видимость с базовой станцией, обеспечивая устойчивую связь, так как дома и деревья уже не являются препятствием для радиоволн.

 При необходимости использования нескольких частот потребуется несколько ретрансляторов с разным диаметром колец. Здесь, как и при ловле рыбы, нужна всякая наживка, поэтому я и подготавливал снасти как заядлый рыболов, загибая проволочки, словно крючки на разный диаметр. Всё будет зависеть от условий. Посмотрим, что удастся поймать.

    

Место испытания. 
Старая беседка.

Ориентировка колец.

  Осталось только попробовать. Вот и место ловли, старая беседка. Удилище из чудом сохранившейся  укороченной антенной мачты, которая спасла меня, когда я летел с крыши, а поэтому на дерево я точно не полезу, в моём возрасте кости плохо срастаются. Шест удлинил пластмассовыми трубками, в которых обычно прокладывают слаботочные провода. В ход пошёл даже деревянный штапик, ведь сама антенна весит мало. Поворачивая удочку, ориентирую кольца в сторону ближайшего городка, временно превращаясь в охотника на лис.  Рядом с кольцами антенны, которая внизу, кладу мобильный телефон.

Без антенны ретранслятора - одна риска
 уровня сигнала.

Телефон внутри антенны ретранслятора.
Полная шкала уровня сигнала.

С помощью ретранслятора  мобильник добавил три риски на дисплее, обеспечив 100-процентную связь, с ближайшей цивилизацией (базовой станцией), находящейся в 6-ти километрах за лесным массивом. Для любителей долго болтать по сотовому телефону  за городом, такое устройство просто необходимо. Как правило, вдали от базовых станций телефон отдаёт полную мощность, что вредно для здоровья. Правильный телефон, (имеется в виду маленькое значение SAR - санитарной нормы), имея хорошую связь с базовой станцией, будет отдавать в антенну меньшую мощность, а это значит, что организм  меньше облучатся полем СВЧ. Но об этом я уже говорил в статье

                                 «защити себя от облучения сотового телефона".

 К вечеру желающих проверить свои мобильники и смартфоны становится всё больше. Вот ожил планшетник, медленно загружаясь, показывая отдельные картинки телевизионных программ. Смартфон стал перелистывать  странички ДЕД КЛУБА ….  От ретранслятора отошли на несколько метров, но странички интернета продолжают перелистываться.

Всё работает.

Странички клуба загружаются.

    

 - А может это розыгрыш, возможно 3G  уже везде работает?

Я,  обидевшись, заваливаю свою удочку на землю. По недовольным лицам видно, что всё зависло, чёрточки и символы слетели с дисплеев.

 Терпеть не могу рыбалку, столько свободного времени пропадает  зря!

 Правда, не видел ещё рыбака, который бы не вернулся на старое место, чтобы попробовать другую наживку.  Опробован только диаметр кружки (900 МГц), впереди ещё диаметр рюмок (2  -2,2 ГГц).  Ну а завершит  улов приманка на спиральную антенну, заранее предвижу, что тяжелая конструкция получится, но для стационара то, что надо.

 Да, кстати про поляризацию. В спешке, а может по рассеянности я совсем забыл про неё и уже когда рассматривал фотографии – вспомнил. Базовые мобильные станции сотовой связи имеют антенны с вертикальной поляризацией, а поэтому снасть на удочке необходимо было повернуть на 90 градусов, таким образом, чтобы разрез колец был не внизу, а сбоку, что соответствовало аналогичной поляризации. Тем не менее, радио сигнал удалось поймать даже с горизонтальной поляризацией колец на мачте, несмотря на минимальные потери в 6 дБ из-за несовпадений, опыт удался. А с другой стороны в лесу свои законы и прохождение сигнала с горизонтальной поляризацией в нём лучше.

P. S.

 Прошло два года. Этим летом, в 2016 году, я готовился к приезду внуков на отдых от родителей или наоборот, и решил провести цифровое телевидение в беседку, мультики смотреть, да и чтобы  самому отдышаться. Чтобы антенна не бросалась в глаза, сплёл её из проволочек и назвал антенной невидимкой. Получилось четыре кольца, которые при приёме цифрового телевидения проявили себя лучше, чем двух кольцевая конструкция. Подробно об этой конструкции я написал в статье  "Антенна невидимка - фазированная восьмёрка для эфирного цифрового телевидения".

Четыре круга лучше двух.

 Аналогичные две антенны сплёл для пассивного ретранслятора  мобильной связи на диапазон 900 МГц, так, на всякий случай, вдруг кому интернет понадобится. На сегодня пока нет в нашей низине интернета. Появляется значок «Н», но на загрузку годы уходят. Двойную восьмёрку, положив плашмя, приподнял до уровня крыши беседки, и стала она невидимой в кроне дикой яблони.  Благодаря такой конструкции, мобильный телефон к двум рискам уровня добавил две. На этом, казалось, эксперимент закончился, но минута триумфа всё же была, когда молодым родителям срочно понадобился интернет. Не подвёл ретранслятор, поймал оператора Мегафона, довольно быстро загрузил нужную информацию. На тот момент я чувствовал себя волшебником, который с помощью проволочной рамки открывает новый родник.

Продолжение.

Самодельная патч-антенна GSM 900 для пассивного ретранслятора

Самодельная антенна на диапазон  1,8 - 2,4 ГГц.

                                                                                            Место испытания.

                                                            Владимирская область, в 3-х км от Подмосковья.

                                                                                                         Пойма речки Дубёнки.

Картинки к комментариям.

Две антенны направлены на базовую станцию. Коэффициент усиления при таком включении увеличивается на 3 дБ.

Журнал "Радио"